Повышение эффективности работы торцовых фрез, оснащенных режущей керамикой, путем диагностирования состояния инструмента при изготовлении деталей из низколегированного чугуна тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Селезнев, Антон Евгеньевич

• Селезнев, Антон Евгеньевич
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Селезнев, Антон Евгеньевич

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ С КЕРАМИЧЕСКОЙ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТЬЮ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЕЕ СОСТОЯНИЯ ПРИ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЧУГУНОВ

1.1 Применение инструмента из режущей керамики при торцовом фрезеровании чугунов с повышенными механическими свойствами

1.2 Особенности выбора вида режущей керамики при чистовом торцовом фрезеровании деталей из чугунов с повышенными механическими свойствами

1.3 Существующие способы диагностирования состояния фрез, оснащенных СМП из режущей керамики, при чистовой обработке

Выводы по 1 главе

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РЕЖУЩЕЙ КЕРАМИКИ ПРИ ТОРЦОВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ЧУГУНОВ

2.1 Методика проведения исследования

2.1.1 Обрабатываемый материал

2.1.2 Выбор инструментального материала

2.1.3 Станочное оборудование, оснастка и сопутствующая измерительная аппаратура

2.2 Исследование процесса формирования износа на рабочих поверхностях инструмента из смешанной режущей керамики при фрезеровании деталей из низколегированных чугунов

2.3 Определение критерия отказа торцовых фрез, оснащенных СМП из смешанной режущей керамики

2.4 Влияние износостойких покрытий на эксплуатационные характеристики торцовых фрез, оснащенных СМП из режущей керамики

Выводы по 2 главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ЧИСТОВОМ ТОРЦОВОМ ФРЕЗЕРОВАНИИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ЧУГУНОВ

3.1 Измерение силовых параметров при чистовом торцовом фрезеровании деталей из низколегированных чугунов

3.2 Исследование влияния текущего износа на силовые параметры при торцовом фрезеровании с учетом основных факторов фрезерования

3.3 Влияние износостойких покрытий на силовые параметры процесса

3.4 Установление функциональных зависимостей между факторами торцового фрезерования и силовыми параметрами

Выводы по 3 главе

ГЛАВА 4. ВЫЯВЛЕНИЕ СИЛОВОГО ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ПРИЗНАКА СОСТОЯНИЯ ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ

4.1 Моделирование силовых параметров при чистовом торцовом фрезеровании деталей из низколегированных чугунов

4.2 Анализ результатов моделирования силовых параметров с целью их применения в качестве диагностических признаков состояния торцовых фрез

4.3 Эффективность применения диагностирования состояния фрез при

торцовом фрезеровании деталей из низколегированных чугунов

Выводы по 4 главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А Расчет составляющих силы резания

Приложение Б Сертификат качества режущих пластин марки ВОК 200

Приложение В Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности работы торцовых фрез, оснащенных режущей керамикой, путем диагностирования состояния инструмента при изготовлении деталей из низколегированного чугуна»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Текущей тенденцией развития отечественного машиностроения является широкое применение высокотехнологичных металлорежущих станочных комплексов с ЧПУ использующие высокоинтеллектуальные системы управления и контроля.

Производственный опыт эксплуатации металлорежущих станков с ЧПУ показал, что их эффективность в значительной степени зависит от надежности работы сложной высокотехнологичной системы в целом, где наиболее слабым звеном по надежности является применяемый режущий инструмент. Простои, связанные с отказом элементов управляемой и управляющих систем автоматизированного оборудования не превышает 6%, а от внезапного износа или хрупкого разрушения режущего инструмента простои могут достигать до 40%, в течение одной рабочей смены [1].

Однако, основным способом обеспечения надежности эксплуатации инструмента, в том числе многолезвийного, оснащенного СМП, на станочном оборудовании с ЧПУ в настоящее время является расчет времени его работы до смены, в течение которого вероятность отказа маловероятна. С целью обеспечения высокой надежности инструмента в производственных условиях технологические режимы резания назначаются, исходя из предложенных производителем рекомендаций, путем их занижения, при этом время резания до смены инструмента, определяется исходя из высокой вероятности его безотказной работы. Очевидно, что время резания до смены инструмента всегда меньше среднего времени его работы до отказа [2]. В совокупности это приводит к определенной потере эффективности эксплуатации инструмента за счет занижения режимов резания и повышенному расходу инструментального материала на единицу продукции.

Диагностика состояния инструмента в её различных приложениях и аспектах нивелирует негативные моменты, возникающие в ходе обеспечения высокой надежности эксплуатации режущего инструмента.

В условиях автоматизированного производства диагностика режущего инструмента, все чаще осуществляется на базе распознавания состояния инструмента в режиме реальном времени его эксплуатации [4]. Неработоспособное состояние инструмента диагностируется по доминирующему дефекту, например, одной из его рабочих поверхностей, дальнейшее видоизменение которой невозможно, что определяет выработку полного ресурса инструмента. Стойкостью режущего инструмента в рассматриваемом аспекте является время работы до его отказа, что позволяет эксплуатировать инструмент на режимах резания не ограниченных условием обеспечения высокой надежности.

Анализ литературных источников показывает, что диагностика режущего инструмента позволяет увеличивать производительность резания до 40% и компенсировать потери ресурса инструмента до 50-100% [5, 6], в зависимости от качества его изготовления.

Совершенствование технологии производства режущего инструмента и исследования в этой области неразрывно связаны с повышением физико-механических свойств режущей части инструмента в виде неперетачиваемых СМП. Одной из известных групп инструментальных материалов, обладающей высокой твердостью и теплостойкостью является режущая керамика. С ростом эксплуатационных характеристик инструмента из режущей керамики расширилась их область применения, в том числе в качестве режущих элементов торцовых фрез, предназначенных для фрезерования деталей из материалов повышенной твердости, к которым относятся специальные низколегированные чугуны (НВ 360.. .540).

Основной операцией размерного формообразования при производстве деталей из указанных чугунов является шлифование, которое все в большей степени вытесняется торцовым фрезерованием.

Вопросы, связанные с изменением состояния режущих пластин, областью значений факторов фрезерования, функциональных зависимостей между факторами и параметрами процесса торцового фрезерования острым и

затупленным инструментом, особенно при обработке деталей из специальных низколегированных чугунов в настоящее время малоизучены.

Практика применения инструмента при фрезеровании деталей машин и механизмов, а также анализ технической литературы [7] показывают, что если инструмент эксплуатируется по времени работы до отказа, которое является случайной величиной, то вероятность безотказной работы в одной партии инструмента будет колебаться от P(Ta) до P(Tp), где P(Ta) ^ 1, а P(Tp) ^ 0. Таким образом, диагностика, является случайной величиной и не влияет на надежность инструмента, как элементарной конструктивной системы.

Основной функцией диагностирования состояния инструмента является регистрация отказа рассматриваемого технического объекта, подвергающегося быстрой замене при наличии инструментов-дублеров в магазине станка.

Распознавание неработоспособного или предельного состояния инструмента позволяет снизить сложность повреждения станка от незапланированных отказов, что сокращает время восстановления его работоспособного состояния. Это положительно влияет на коэффициент готовности технологического оборудования. Коэффициент готовности является одним из показателей надежности работы сложных технологических систем.

Таким образом, изучение вопросов, связанных с торцовым фрезерованием деталей из низколегированных чугунов с повышенной твердостью на металлорежущих станках с ЧПУ инструментом с керамической режущей частью необходимо для решения задачи по расширению возможностей систем диагностирования состояния инструмента, в процессе резания, что способствует повышению эффективности работы торцовых фрез с режущей частью из керамики.

Степень разработанности темы. К настоящему времени в результате работы таких отечественных исследователей как Лоладзе Н.Т., Синопальников В.А., Васильев С.В., Бржовский Б.М., Кибальченко А.В., Городецкий Б.В., С.Н. Григорьев, В.Д. Гурин, М.П. Козочкин и др., а также иностранных специалистов W.A. Kline, M. Martelotti, R.E. DeVor, D. Montgomery и др. накоплен достаточно

емкий теоретический материал по диагностике режущего инструмента. В своих научных трудах вышеперечисленные авторы приводят методические указания по проведению мероприятий по диагностике состояния инструмента, в основе которых лежит выявление критерия отказа (износ инструмента, шероховатость, размерные параметры и др.), его косвенное измерение по различным физическим параметрам (электрическим, температурным, силовым и др.), на основе изучения влияния характеристик критериев отказа на физические параметры процесса резания. Описание функциональных зависимостей и выбор диагностического признака состояния, а также расчет его численного значения. Однако процесс диагностирования состояния фрез оснащенных СМП из режущей керамики при прерывистом резании низколегированных чугунов (НВ 360...540) по силовым параметрам не был изучен, поэтому требует дополнительных теоретических и практических изысканий.

Цель работы состоит в повышении эффективности работы торцовых фрез, оснащенных СМП из режущей керамики, за счет увеличения производительности и более полного использования инструментального материала, путем диагностирования их состояния по комплексу силовых параметров, включающих осевую, радиальную, тангенциальную составляющие силы резания при чистовом фрезеровании деталей из низколегированного чугуна повышенной твердости (НВ 360.. .540).

Для достижения цели работы необходимо решить следующие научные задачи:

- выявить особенности разрушения рабочих поверхностей режущих пластин из смешанной керамики при торцовом фрезеровании деталей из низколегированных чугунов (НВ 360.. .540) и определить критерий состояния пластины с его численным предельным значением;

- установить параметры функциональной зависимости при чистовом торцовом фрезеровании деталей из низколегированных чугунов между средней стойкостью до отказа режущих пластин из смешанной керамики и скоростью

фрезерования, как основного фактора, влияющего на стойкость инструмента в области рабочих значений скоростей;

- выявить влияние критерия состояния режущих пластин из смешанной керамики при чистовом торцовом фрезеровании деталей из низколегированных чугунов на комплекс силовых параметров, действующих на единичной пластине торцовой фрезы;

- определить наиболее информативный силовой диагностический признак состояния торцовых фрез с режущей частью из смешанной керамики при чистовом фрезеровании низколегированных чугунов, путем компьютерного моделирования суммарных силовых параметров, возникающих при одновременной работе нескольких СМП;

- определить эффективность применения диагностирования рассматриваемых фрез при обработке деталей из низколегированных чугунов.

Объектом исследования являются торцовые фрезы, оснащенные СМП из смешанной режущей керамики марки ВОК 200.

Предметом исследования являются закономерности влияния факторов фрезерования и изменение критерия состояния на составляющие силы резания, возникающие при чистовом торцовом фрезеровании деталей из низколегированных чугунов фрезами оснащенные СМП из смешанной режущей керамики.

Результаты, полученные автором и выносимые на защиту:

- определен характер изнашивания торцовых фрез оснащенных СМП из режущей керамики марки ВОК 200 при фрезеровании деталей из низколегированного чугуна марки ЧН3ХМДШ, заключающийся в формировании фаски износа по главной задней поверхности [НЗ] = 0,4 мм с характерным ростом радиуса округления при вершине р до 180 ^ 200 мкм.

- взаимосвязь между интенсивностью изнашивания торцовых фрез оснащенных СМП из смешанной режущей керамики и силовыми параметрами процесса резания;

- найдены показатели влияния глубины резания, скорости резания и толщины срезаемого слоя на составляющие (Рх, Ру, Рг) силы резания при фрезеровании деталей из низколегированного чугуна ЧН3ХМДШ торцовыми фрезами оснащенных СМП из смешанной режущей керамики марки ВОК 200;

- разработаны рекомендации по назначению силового диагностического признака с учетом состояния торцовых фрез оснащенных СМП из смешанной режущей керамики в широком диапазоне факторов резания;

- создан программный продукт, позволяющий исследовать все составляющие силы резания, возникающие при чистовом торцовом фрезеровании деталей из низколегированного чугуна марки ЧН3ХМДШ основанный на параметрическом синтезе известной модели.

Научная новизна работы заключается в:

- зависимости между радиусом округления при вершине и величиной износа по главной задней поверхности, отражающей характер изнашивания СМП из режущей керамики марки ВОК 200 при чистовом торцовом фрезеровании низколегированного чугуна марки ЧН3ХМДШ;

- установленном критерии отказа сборных фрез, оснащенных СМП из режущей керамики марки ВОК 200 в процессе их диагностирования при торцовом фрезеровании деталей из никелевых низколегированных чугунов;

- формализованных взаимосвязях между установленными диагностическими признаками в виде комплекса составляющих силы резания (осевая, радиальная, тангенциальная), режимов резания, включающих скорость резания, толщину срезаемого слоя и глубину резания, а также свойствами обрабатываемого материала (НВ 360.. .540) и фаски износа по главной задней поверхности, фрезами, оснащенных СМП из режущей керамики марки ВОК 200.

Теоретическая значимость. На основе проведенного параметрического синтеза известных математических моделей, получены зависимости влияния факторов фрезерования на составляющие силы резания (Рх, Ру, Р2), при чистовой обработке деталей из низколегированного чугуна марки ЧН3ХМДШ

(HB 360.. .540) фрезами, оснащенных СМП из смешанной режущей керамики марки ВОК200, с учетом принятого критерия отказа [hj.

Практическая значимость работы состоит:

- в рекомендациях по рациональному выбору режимов резания с учетом особенностей изнашивания СМП из режущей керамики марки ВОК 200, позволяющих увеличить производительность торцовых фрез на 15 ^ 25% при чистовом торцовом фрезеровании деталей из низколегированных чугунов повышенной твердости HB 360. ..540 путем диагностирования их состояния по комплексу силовых параметров;

- в рекомендациях по снижению расхода инструментального материала до 25 ^ 40% относительно работы инструмента в условиях безотказной работы в диапазоне вероятности P(t) = 0,95 ^ 0,99 при коэффициенте рассеивания стойкости xk = 1,75 ^ 2,5;

- в рекомендациях по выбору диагностического силового признака состояния торцовых фрез, оснащенных СМП из режущей керамики марки ВОК 200 при фрезеровании деталей из низколегированного чугуна марки ЧН3ХМДШ.

Реализация работы. Работа выполнена в ФГБОУ ВО «МГТУ «СТАНКИН» в рамках выполнения проекта при поддержке министерства образования и науки Российской Федерации № 14.577.21.0089 от 22 июля 2014 года, уникальный идентификатор прикладных научных исследований (проекта) RFMEFI57714X0089.

Методы и средства исследований. Экспериментальные исследования выполнены с применением современного измерительного оборудования (динамометр модели 9257В Kistler, Швейцария) в программном комплексе DynoWare с помощью объединения теоретических и экспериментальных методов исследований. В исследовании для определения величины износа использовался металлографический оптический микроскоп модели SteREO Discovery. V12 (Carl Zeiss, Германия). Качественные показатели обрабатываемой поверхности контролировались посредством портативного профилометра Pocket Surf EAS-2421 (Mahr GmbH, Esslingen, Германия). Радиус

округления измеряли с использованием специального оптического 3D сканера MikroCAD lite (GF Mestechnik GmbH, Германия). Очаги развития износа были исследованы с использованием сканирующего электронного микроскопа VEGA 3 LMH (TESCAN, Чешская Республика).

Степень достоверности. Достоверность результатов исследований была обеспечена использованием современных средств технической диагностики с применением известных методик, проверкой теоретических зависимостей в процессе станочных экспериментов, сопряженных с предметов исследования, с применением методов математической статистики и верификацией полученных результатов. В работе активно использовались методы и средства оптической и электронной микроскопии.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. По теме и содержанию материалов диссертационная работа соответствует научной специальности 05.02.07 - «Технология и оборудование механической и физико-технической обработки» в части п. 3, п.4 раздела «Области исследований» её паспорта.

Апробация результатов работы. Основные положения диссертации были доложены и обсуждены на всероссийских и международных конференциях:

- XVII Международная научно-практической конференция «Современные технологии в машиностроении - 2013», Пенза, 2013 г.;

- VI Всероссийская научно-практической конференции «Машиностроение - традиции и инновации - 2013», Москва, 2013;

- 2-я Международная научно-технической конференции по достижениям в материаловедении и инженерии (1-2 октября, ASME-2014), Дубай, ОАЭ, 2014;

- научно-практическая конференция ФГУП «ВИАМ» ГНЦ РФ «Современные достижения в области создания перспективных неметаллических композиционных материалов и покрытий для авиационной и космической техники», Москва, 2016 г.;

- XI Международная научно-техническая конференция «Прогрессивные технологии в современном машиностроении», Пенза, 2016 г.;

- X международная конференция «Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций», Екатеринбург, 2016 г.;

- международная научно-техническая конференция «The International Conference on Nanomaterial, Semiconductor and Composite Materials (ICNSCM 2016)», Сингапур, 2016.

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 12 печатных работ, в том числе 5 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК, получено 1 авторское свидетельство РФ (свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2017613179 от 13.03.2017 г.).

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, который включает 104 наименования. Работа изложена на 140 страницах машинописного текста и включает в себя 55 рисунков, 11 таблиц и 3 приложения.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТОРЦОВЫХ ФРЕЗ С КЕРАМИЧЕСКОЙ РЕЖУЩЕЙ ЧАСТЬЮ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЕЕ СОСТОЯНИЯ ПРИ ЧИСТОВОЙ ОБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ЧУГУНОВ

1.1 Применение инструмента из режущей керамики при торцовом фрезеровании чугунов с повышенными механическими свойствами

С применением высокотехнологичного автоматизированного станочного оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) в металлообработке, обладающего высокой жесткостью, точностью, мощностью, а также высокими крутящими моментами появилась возможность интенсификации процесса резания. Одним из сдерживающих факторов использования всех технологических возможностей такого оборудования является режущий инструмент. В связи с этим к инструментальным материалам стали предъявляться повышенные требования, связанные с тяжелыми условиями его эксплуатации, особенно при фрезеровании труднообрабатываемых материалов.

Из фундаментальных трудов по теории резания [7, 8] известно, что для того чтобы режущая часть инструмента осуществляла процесс резания при размерном формообразовании, она должна обладать рядом свойств определяющих эффективность инструмента. Одним из таких свойств является твердость. Твердость должна быть существенно выше обрабатываемого материала, в том числе имеющего повышенные физико-механические свойства. Кроме твердости режущий инструмент должен обладать высокой теплостойкостью, износостойкостью, теплопроводностью, и немало важным качеством - экономичностью. Экономичность инструмента, может выражаться стоимостью, которая формируется из затрат на материалы и его производство. Таким образом, стоимость напрямую зависит от использования или не

использования дефицитных и соответственно дорогостоящих элементов, таких как вольфрам Ж, тантал Га, и т.п..

Одной из известных групп инструментальных материалов, в состав которой описанные выше элементы входят в относительно малых количествах является режущая керамика (РК). Инструмент из РК обладает повышенными физико-механическими свойствами, в связи с отсутствием в фазовом составе связующих металлических соединений, которые удерживали бы твердофазные оксидные или карбидные структуры. Инструмент из РК обладает большинством вышеуказанных свойств. В частности следует отметить основные из них: высокая твердость (HRA 90...96), высокая теплостойкость до в = 1200 ... 1230°С [9], а также инертность к обрабатываемым материалам. Но как и любой материал, РК обладает рядом недостатков, что выражается в относительно низких прочностных характеристиках, таких как предел прочности на растяжение и изгиб, трещиностойкость, что сдерживает имеющий потенциал РК и затрудняет её широкое использование в производстве, вследствие возможного внезапного незапланированного отказа инструмента в виде макросколов и поломки режущих пластин, особенно при прерывистом процессе резания.

С момента начала использования РК как самостоятельного класса инструментальных материалов при механической обработке труднообрабатываемых сталей и сплавов, а также различных чугунов, она претерпела множество качественных изменений, связанных с преобразованием химического и структурного составов, а также технологии получения [10, 11].

Высокие твердость и теплостойкость керамического инструмента позволили задать вектор развития и побудить исследователей к созданию нового поколения керамических инструментальных материалов обладающих более стабильными и улучшенными химическими, физическими и механическими свойствами, путем введения в основную матрицу одного или нескольких соединений в виде оксидов, боридов, карбидов тугоплавких d-переходных

металлов /К — К/ групп периодической системы Д.И. Менделеева [12], а также других современных перспективных материалов [13, 14].

В последние два десятилетия наблюдается тенденция по диверсификации керамических материалов, то есть переход от однокомпонентных керамических структур к многокомпонентным композиционным керамическим материалам, где каждый легирующий элемент обладает определенным функциональным назначением [15-18].

В настоящее время инструментальной промышленности известны четыре основных типа РК, которые в меньшей или большей степени применяются на практике:

1) оксидная (белая) керамика с высоким содержанием Л/203 (97^99,5%) с добавлением незначительного количества легирующих соединений 5Ш2, МдО • 7г02 сдерживающие развитие трещин;

2) оксидно-карбидная (смешанная) керамика, на основе матрицы Л/203 усиленная карбидами титана (Г£С) или карбонитридами титана Г£(С, М) стабилизированная оксидом итрия У203;

3) оксидно-нитридная керамика, образующиеся в системах 51 — Ме — О — М, где в качестве металла (Ме), могут быть использованы следующие элементы Л/, Бе, 7г, 7, а также редкоземельные элементы, либо на основе матрицы Л/203 — (кортинит), наибольшее применение получили СМП с системой

при точении и фрезеровании жаропрочных сталей и сплавов;

4) нитридная (силинит) керамика на основе матрицы 573М4, эффективно применяется при точении серых чугунов на сверхкритичных скоростях резания до V = 2000 м/мин.

Разнообразие применяемых легирующих элементов положительным образом отразилась на физико-механических свойствах инструмента, таких как, предел прочности на растяжение а> и изгиба 0"изг., показателях трещиностойкости , а также стойкости к изнашиванию. Например, в работе [13] авторам удалось увеличить на 67,3% путем введения в состав 0,2 ОРЬб (волокна графена), но при этом наблюдалось снижение твердости

на 12,7%. А коллективу авторов работы [19], удалось повысить аизг. с аизг. = 589 МПа до аизг. = 706 МПа, то есть на 20% путем введение в композит Л/203 — некоторого объема £г02 (не более 10 весовых %), при этом также наблюдалось повышение трещиностойкости с = 5,3 МПа • м1/2 до = 6,3 МПа • м1/2, т.е. примерно на 19%.

Указанные примеры демонстрируют точку роста для развития и расширения области применения данной группы инструментальных материалов при обработке таких материалов, как закаленные стали, жаропрочные сплавы, отбеленные и специальные чугуны с высокой твердостью, в том числе в автоматизированном производстве на станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах. Повышение ударной вязкости способствует снижению вероятности проявления такого вида отказа как скол, приводящие инструмент в неработоспособное состояние.

Доля практического применения керамического режущего инструмента в металлообработке в мире, согласно работе [20] за 2006 год, не превышала 2-3% от общего объема применяемых инструментальных материалов, но уже в работах за 2010 год [21] уровень применения РК достигает 5%, что говорит о положительной тенденции эффективного внедрения данных инструментальных материалов в промышленности. Этому так же способствует широкое применение высокотехнологичного автоматизированного станочного оборудования с ЧПУ в металлообработке, обладающее высокой жесткостью, точностью и мощностью.

Из литературных источников [22, 23] известно, что областью применения сменных многогранных пластин (СМП) из РК являются закаленные стали, отбеленные чугуны, низколегированные чугуны с твердостью выше HRC 35. Однако большинство работ посвящены изучению критериев отказа инструмента, функциональных зависимостей между факторами и параметрами процесса резания при точении, а также фрезеровании закаленных сталей.

Работы по фрезерованию, особенно торцового фрезерования, инструментом оснащенным СМП из РК, как при черновой, так и при чистовой

обработке торцовыми фрезами различных чугунов в основном направлены на изучение эффективности применения СМП из РК.

Основной проблемой использование рекомендаций по применению СМП из РК при обработке резанием материалов, обладающих повышенной твердостью, заключается в наличии большого количества твердых включений в объеме материала, вызванное неравномерностью распределенных химических элементов, либо нарушение технологического процесса на заготовительных операциях [24]. Низкая обрабатываемость резанием материалов с повышенной твердостью частично объясняется возникающими чередующимися между собой растягивающими и сжимающими напряжениями на рабочих поверхностях инструмента, поэтому инструмент испытывает переменные нагрузки, особенно в условиях прерывистого резания, свойственного фрезерованию [25].

Несмотря на широкую гамму производимого современной промышленностью инструмента из РК, каждый тип обладает как сильными, так и слабыми сторонами. Например, оксидная керамика обладает относительно большим коэффициентом линейного теплового расширения атах = (8,5 • 10-6)/К, в сравнение с нитридной РК атах = (3,5 • 10-6)/К и твердыми сплавами атах = (7 • 10-6)/К в связи с этим, данный тип керамики обладает низкой устойчивостью к термоциклическим нагрузкам и подвержен хрупкому разрушению, при этом обладает повышенной химической стойкостью [26].

Однако, оксидная РК за счет введения в матрицу или Г£(С, М) обладает повышенной износостойкостью и прочностью, кроме того имеет сравнительно высокую теплопроводность. Оксидно-нитридная керамика за счет самоармирующейся структуры обладает повышенной прочностью и химической стойкостью. Нитридная керамика также обладает повышенной прочностью, в связи с этим достаточно широко и эффективно применяется при обработке заготовок из серого чугуна в двигателестроении, машиностроении при высоких скоростях обработки [27-29].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Селезнев, Антон Евгеньевич, 2017 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Григорьев, С.Н. Диагностика автоматизированного производства / С.Н. Григорьев, В.Д. Гурин, М.П. Козочкин и др. - М.: Машиностроение, 2011. - 600 с.

2. Григорьев, А.С. Инструментарий системы ЧПУ для диагностики и прогнозирования износа режущего инструмента в реальном времени при токарной обработке / А.С. Григорьев // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2012. -№1. - С. 39-43.

3. Носов, М.В. Ресурсосбережение при инструментальном оснащении операции, выполняемых на многоцелевых станках с ЧПУ / М.В. Носов // Справочник. Инженерный журнал. - 2016. - №10 (235). - С. 7-13

4. Кабалдин, Ю.Г. Интеллектуальные системы диагностики состояния оборудования и износа инструмента / Ю.Г. Кабалдин, И.Л. Лаптев, Д.А. Шатагин, В.О. Зотов // Russian Internet Journal of Industrial Engineering. - 2014. -№2. - С. 47 - 50.

5. Бржозовский, Б.М. Обеспечение надежности определения надежности лезвийной обработки для автоматизированного станочного оборудования: монография / Б.М. Бржозовский, А.Л. Плотников. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-та, 2001. - 88 с.

6. Калмыков, В.В. Выбор метода для автоматизации контроля состояния режущего инструмента / В.В. Калмыков, Ф.И. Антонюк, Н.В. Зенкин // Южносибирский научный вестник. - 2014. - № 3 (7). - C. 53-55.

7. Грановский, Г.И. Резание металлов: учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов / Г.И. Грановский, В.Г. Грановский. - М.: Высшая школа, 1985. - 304 с.

8. Бобров, В.Ф. Основы теории резания материалов / В.Ф. Бобров. - М.: Машиностроение, 1975. - 344 с.

9. Зубков, Н.Н. Инструментальные материалы для изготовления лезвийных инструментов / Н.Н. Зубков // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2013. - №5. - С. 75 - 100.

10. Wang, S.F. Transparent ceramics: Processing, materials and applications / S.F. Wang, J. Zhang et al. // Progress in Solid State Chemistry. - 2013. - V. 41 (1-2). -P. 20-54.

11. Аникин, В.Н. Разработка составов и технологии изготовления высокопрочной градиентной керамики с покрытием расширенной области применения / В.Н. Аникин, И.В. Блинков, А.С. Верещака, А.В. Елютин // Сборник научных трудов ХГТУ. - Харьков: 2000г. - С. 3-7.

12. Yin, Z. Study of the mechanical properties, strengthening and toughening mechanisms of Al2O3/TiC micro-nano-composite ceramic tool material / Z. Yin, C. Huang, B. Zou et al. // Materials Science and Engineering: A. - 2013. - V. 577. - P. 9-15.

13. Cheng, Yu Mechanical properties and toughening mechanisms of graphene platelets reinforced Al203/TiC composite ceramic tool materials by microwave sintering / Yu Cheng, Yong Zhang, Zengbin Yin [et al.] // Materials Science & Engineering A. - 2016. - V. 680. - P. 190-196.

14. Solis, N.W. Black Zirconia-Graphene Nanocomposite Produced by Spark Plasma Sintering / N.W. Solis, P. Peretyagin, A. Seleznev, R. Torresillas, J.S. Moya // Mechanics, resource and diagnostics of materials and structures (MRDMS-2016): Proceedings of the 10th International Conference on Mechanics, Resource and Diagnostics of Materials and Structures. AIP Conf. Proc. 1785, 2016.

15. Garcia Navas, V. Surface integrity of rotary ultrasonic machined Zr02 — TiN and Al203 — TiC — SiCw ceramics / V. Garcia Navas, A. Sanda, C. Sanz [et al.] // Journal of the European Ceramic Society. - 2015. - V. 35 (14). - P. 3927-3941.

16. Zou, Bin Effects of superfine refractory carbide additives on microstructure and mechanical properties of TiB3 — TiC + Al203 composite ceramic cutting tool materials / Bin Zou, Wenbin Ji, Chuanzhen Huang et al. // Journal of Alloys and Compounds. - 2014. - V. 585. - P. 192-202.

17. Jianxin, Deng Fabrication and performance of Al203/(W,Ti)C + Al203/TiC multilayered ceramic cutting tools / Deng Jianxin, Duan Zhenxing, Yun Dongling et al. // Materials Science and Engineering: A. - 2010. - V. 527 (4-5). - P. 1039-1047.

18. Pozhidaev, Sergey S. Spark plasma sintering of electro conductive nanocomposite Al203 — SiC — TiC / Sergey S. Pozhidaev, Anton E. Seleznev, Nestor W. Pinargote and Pavel Yu. Peretyagin // Mechanics & Industry. - 2015. - V. 16 (710).

19. Dong, Qian Al203-TiC-Zr02 nanocomposites fabricated bycombustion synthesis followed by hot pressing / Qian Dong, Qing Tang, Wenchao Li // Materials Science and Engineering: A. - 2008. - V. 475. - P. 68-75.

20. Кузин, В.В. Инструменты с керамическими режущими пластинами. Монография / В.В. Кузин. - М.: Янус-К, 2006. - 160 с.

21. Geric, K. Ceramics tools materials with alumina matrix / K. Geric // The Journal of Faculty of Technical Sciences: Machine Design. - 2010. - V. 2. - P. 367372.

22. Xu, C.H. Wear behavior of Al203/Ti(C,N)/SiC new ceramic tool material when machining tool steel and cast iron / C.H. Xu, Y.M. Feng, R.B. Zhang et al. // Journal of Materials Processing Technology. - 2009. - V. 209, Issue 10. - P. 46334637.

23. Синопальников, В.А. Надежность и диагностика технологических систем: Учебник / В.В. Синопальников, С.Н. Григорьев. - М.: Высш. шк., 2005. -343 с.: ил.

24. Iqbal, A. Comparison of fuzzy expert system based strategies of offline and online estimation of flank wear in hard milling process / A. Iqbal, N. He, N.U. Dar, L. Li // Expert Systems with Applications. - 2007. - V. 33 (1). - P. 61-66.

25. Pekelharing, A.J. The exit failure of cemented carbide face-milling cutters. Part 1. Fundamentals and phenomena / A.J. Pekelharing // Ann. CIRP. - 1984. - V. 33 (1). - P. 47-50.

26. Сотова, Е.С. Керамические режущие инструменты / Е.С. Сотова, А.А. Верещака, А.С. Верещака. - М.: Издательство ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

- 2013. - 149 с.

27. Григорьев, С.Н. Технологические методы повышения износостойкости контактных площадок режущего инструмента. Монография / С.Н. Григорьев, В.П. Табаков, М.А. Волосова. - Старый Оскол: Изд-во ООО «ТНТ». - 2011. -380 с.

28. Солоненко, В.Г. Резание металлов и режущие инструменты: Уч. пос. для ВУЗов / В.Г. Солоненко, А.А. Рыжкин. - М.: Высшая школа. - 2008. - 414 с.

29. Маслов, А.Р. Современная режущая керамика / А.Р. Маслов / Главный механик. - 2008. - №8. - C. 14-19.

30. Liu, Z.O. Wear patterns and mechanisms of cutting tools in high-speed face milling / Z.O. Liu, X. Ai, Н. Zhang et al. / Journal of Materials Processing Technology

- 2002. - V. 129 (1-3). - P. 222-226.

31. Волосова, М.А. Применение комплексной диагностики режущего инструмента и идентификации последнего прохода для повышения эффективности фрезерования на станках с ЧПУ / М.А. Волосова, В.Д. Гурин, А.Е. Селезнев // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2016. - №3 (38). - С. 28-32.

32. Петрилин, А. Повышение производительности фрезерных операций / А. Петрилин / Металлообработка и станкостроение. - 2015. - №10. - С. 22-25.

33. Kauppinen, V. High-speed milling - a new manufacturing technology / V. Kauppinen / 4th International Conference of DAAAM Estonia, Industrial engineering

- innovation as competitive edge for SME. - 2004. - P. 131-134.

34. Артамонов, А.Я. Исследование обрабатываемости высокопрочного чугуна / А. Я. Артамонов. - М.: Машгиз. - 1955. - 134 с.: ил.

35. Трухин, В.В. Пути повышения эффективности обработки резанием износостойких чугунов / В.В. Трухин / Вестник Кузбасского государственного технического университета. - 2009. - №5. - С.55-57.

36. Гарбер, М.Е. Износостойкие белые чугуны / М.Е. Гарбер. - М.: Машиностроение. - 2010. - 280 с.

37. Бобро, Ю.Г. Легированные чугуны / Ю.Г. Бобро. - М.: Металлургия, 1976. - 288 с.

38. Беляков, А.И. Применение чугуна с шаровидным графитом / А.И. Беляков, А.А. Беляков, А.А. Жуков // Заготовительные производства в машиностроении. - 2008. - №11. - С. 3 - 10.

39. Лалазарова, Н.А. Влияние неоднородности высокопрочного чугуна на его обрабатываемость резанием / Н.А. Лалазарова // Вестник ХГАДТУ. - 2000. -№12-13. - С. 86-87.

40. Nickel, O. Der verscheifeste werkstaff Ni-hard in der Hartzerkleinerung / O. Nickel // Aufbereit-Technik. - 1960. - №9. - P. 371-384.

41. Harrison, G. Developments in the production and use of martensitic alloy cast iron / G. Harrison, R. Dixon // British Foundryman. - 1962. - V. 55. - №5. - P. 40-46.

42. Антонюк, В.С. Сравнительные испытания режущих свойств нитридной керамики с многофункциональными покрытиями / В.С. Антонюк, А.В. Рутковский // Вестник СумДУ. - 2003. - №3 (49). - С.162-167.

43. Карагёзян, А.А. Высокоскоростное фрезерование плоских поверхностей точной геометрии у деталей / А.А. Карагёзян, Э.В. Широких // Научно-практический журнал Коломенского института (филиала) МГМУ (МАМИ). - 2014. - №2 (5). - С. 89-96.

44. Мельничук, П.П. Обработка плоских поверхностей чистовыми торцовыми фрезами / П.П. Мельничук, Г.Н. Выговский, А.А. Громовой // МЕТАЛЛООБРАБОТКА. - 2002. - №9. - С. 9-13.

45. Гузенко, Р.В. Повышение эффективности процесса торцового фрезерования закаленных чугунов сверхтвердыми материалами: дис. ... канд. техн. наук: 05.03.01 / Роман Витальевич Гузенко. - Москва, 2000. - 138 c.

46. Журавлев, М.П. Повышение эффективности торцового фрезерования керамикой окси-карбидного типа: дис. ... канд. техн. наук: 05.03.01 / Журавлев Михаил Павлович. - Челябинск, 1992. - 300 с. : ил.

47. Баранчиков, В.И. Обработка специальных материалов в машиностроении: Справочник. Библиотека технолога./ В.И. Баранчиков, А.С. Тарапанов, Г.А. Харламов. - М.: Машиностроение. - 2002. - 264 с.: ил.

48. Покровский, А.И. Использование высокопрочного бейнитного чугуна для изготовления зубчатых колес / А.И. Покровский, Л.Р. Дудецкая / Литье и металлургия. - 2015. - №2(79). - С. 126-134.

49. Brown, John R. Foseco Ferrous Foundryman's Handbook/ John R. Brown. -Great Britain: Butterworth-Heinemann. - 2000. - 371 pp.

50. Станчев, Д.И. Разработка и применение специальных износостойких чугунов для изготовления деталей различных машин. Научно-техническая конференция, посвященная 50-летию ВЛТИ / Д.И. Станчев, С.А. Мамонов, В.А. Охинько, А.П. Соколов; под ред. А.К. Артюховского. - Воронеж, 1980. - С. 147148.

51. Гузенко, Р.В. Повышение эффективности процесса торцового фрезерования закаленных чугунов сверхтвердыми материалами: дис. ... канд. техн. наук: 05.03.01 / Гузенко Роман Витальевич. - Москва, 2000. - 138 л.

52. Ceramic insert improves cast iron milling // Metal Powder Report. - 2014. -V. 69(2). - P. 46.

53. Андреев, Н.Х. Новые материалы в технике. Учебное пособие / Н.Х. Андреев, А.И. Малахов, Л.С. Фуфаев. - М.: Высшая школа, 1968. - 368 с.

54. Верещака, А.С. Применение высокопрочной композиционный керамики с наноструктурированным покрытием в технологиях экологически дружественной сухой обработке резанием с компенсацией физических функций СОТС / А.С. Верещака, А.К. Кириллов, Е.С. Сотова, А.В. Дачева // СТИН. -2010. - №6 - C. 32-37.

55. Тарасов, С.С. Повышение эффективности токарной обработки криволинейных поверхностей дисков и кольцевых деталей ГТД из жаропрочных сплавов за счет применения инструмента из режущей керамики: дис. ... канд. техн. наук: 05.03.01 / Гузенко Роман Витальевич. - Рыбинск, 2013. - 178 л.

56. Schneider, J. Starke Keramik fur GGG-Bearbeitung / J. Schneider, G. Richter // Werkstatt und Betrieb. - 2001. - №9. - P. 136 - 139.

57. Vereschaka, A.A. Nano-scale multi-layered coatings for improved efficiency of ceramic cutting tools /A.A. Vereschaka, Sergey N. Grigoriev, Marina A. Volosova, Andre Batako, Anatoly S. Vereschaka, Nikolay N. Sitnikov, Anton E. Seleznev // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2016. - P. 1-17.

58. Diniz, A.E. A comparison between silicon nitride-based ceramic and coated carbide tools in the face milling of irregular surfaces / A.E. Diniz, J.A.G. Ferrer / Journal of Materials Processing Technology. - 2008. - V. 206 (1-3). - P. 294-304.

59. Официальный сайт фирмы «CeramTec» [электронный ресурс]: офиц. сайт // фирма «CeramTec». - Режим доступа: http://www.ceramtec.ru (дата обращения 02.02.2015).

60. Официальный сайт фирмы «NTK» [электронный ресурс]: офиц. сайт // фирма «NTK». - Режим доступа: http://www.ntkcuttingtools.com (дата обращения 02.03.2015).

61. Официальный сайт фирмы «Sandvik Coromant» [электронный ресурс]: офиц. сайт // фирма «Sandvik Coromant». - Режим доступа: http: //www.sandvik.coromant.com (дата обращения 02.02.2015).

62. Официальный сайт фирмы «Kennametal» [электронный ресурс]: офиц. сайт // фирма «Kennametal». - Режим доступа: https://www.kennametal.com (дата обращения 02.02.2015).

63. Официальный сайт фирмы «ISCAR» [электронный ресурс]: офиц. сайт // фирма «ISCAR». - Режим доступа: https://www.iscar.com (дата обращения 02.02.2015).

64. Юденков, Н. Индустрия 4.0 в мире и в России / Н. Юденков // Отраслевой научно-технический журнал «Станкоинструмент». - 2016. - №1. -С. 11-17.

65. Залога, В.А. Современное состояние вопроса о диагностике состояния режущего инструмента при фрезеровании / В.А. Залога, Р.Н. Зинченко, Ю.В.

Шаповал // Резание и инструмент в технологических системах. - 2013. - № 83. -С. 118-126.

66. Григорьев, С.Н. Диагностика и контроль керамического инструмента при высокоскоростном фрезеровании закаленных сталей на станках с ЧПУ / С.Н. Григорьев, М.А. Волосова // Измерительная техника. - 2015. - №7. - С. 7-10.

67. Euan, I.G. Modeling static and dynamic cutting forces and vibrations for inserted ceramic milling tools / I.G. Euan, E. Ozturk, N.D. Sims // Procedia CIRP. -2013. - V. 8. - P. 564-569.

68. Bulent, K. Force-torque based on-line tool wear estimation system for CNC milling of Inconel 718 using neural networks / K. Bulent , O. Cuneyt, M. E. Huseyin // Advances in Engineering Software. - 2011. - V. 42. - P. 76-84.

69. Григорьев, С.Н. Повышение производительности фрезерования с помощью диагностирования состояния инструмента с учетом достоверности отображения состояния объекта по критерию его отказа / С.Н. Григорьев, В.Д. Гурин, Н.Ю. Черкасова // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2011. - №2 (15). - C. 44 - 48.

70. Гурин, В.Д. Повышение эффективности фрезерования на станках с ЧПУ путем комплексного диагностирования состояния инструмента в реальном времени: дис. ... докт. техн. наук: 05.02.07 / Гурин Владимир Дмитриевич. -Москва, 2011. - 252 л.

71. Туманов, А. А. Повышение производительности фрезерования изделий из конструкционных углеродистых сталей на основе диагностирования состояния твердосплавных торцевых фрез: диссертация ... канд. техн. наук: 05.02.07 / Туманов Алексей Александрович. - Москва, 2012. - 134 с.

72. Григорьев, С.Н. Влияние изнашивания сменных многогранных пластин из смешанной керамики марки СС650 на силовые параметры торцового фрезерования стали ШХ-15 / С.Н. Григорьев, М.А. Волосова, В.Д. Гурин, А.Е. Селезнев // Трение и износ. - 2015. - Т. 36, №6. - С. 675-682.

73. Grigoriev, Sergey N. Investigation of force parameters acting on a single cutting insert made of ceramics in face milling of hardened steel / Sergey N. Grigoriev,

Marina A. Volosova, Vladimir D. Gurin and Anton Ye. Seleznyov // Mechanics & Industry. - 2015. - V. 16(702). - P. 1-7.

74. Mартинова, Л.И. Диагностика и прогноз износа режущего инструмента в процессе обработки на станках с ЧПУ / Л.И. Mартинова, С.Н. Григорьев, С.В. Соколов // Aвтоматизация в промышленности. - 2010. - №5. - C. 46-50.

75. Григорьев С.Н. Проблемы технической диагностики станочного оборудования на современном этапе развития / С.Н. Григорьев, M.^ Козочкин, Ф.С. Сабиров, ВА. Синопальников // Вестник ЫГТУ «СТДНКИН». - 2010. - №4 (12). - C. 27-36.

76. Volosova, M.A. Regular Features of Wear of Cutting Plates from Oxide and Nitride Ceramics / M.A. Volosova, V.V. Kuzin // Metal Science and Heat Treatment. -2012 (54), nos. 1 - 2. - P. 41 - 46.

77. Григорьев, С.Н. Технология комбинированного поверхностного упрочнения режущего инструмента из оксидно-карбидной керамики / С.Н. Григорьев, M.A. Волосова // Вестник машиностроения. - 2005. - №9. - C. 32 -36.

7S. Верещака, A.Q Работоспособность инструмента из смешанной керамики с нанодисперсным многослойным покрытием при обработке закаленной инструментальной стали / A.Q Верещака, Е.С. Сотова, A.A. Верещака / Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2014. - №4 (32). - C. 177 - 1S4.

79. Mелкова, С.О. Aвтоматизация процесса смены металлорежущего инструмента на многооперационных станках на основе прогрммной диагностики предельного износа: дис. ... канд. техн. наук: 05.13.06 / Mелкова Светлана Олеговна. - Mосква, 2002. - 129 с.

S0. Mакаров, В.Ф. Исследование влияния режима резания и износа режущего инструмента на изменение физических параметров процесса резания на станках с ЧПУ / В.Ф. Mакаров, A3. Шохрин, О.Н. Потягайло // СТИН. -2010. - №9. - C. 30-32.

81. Кочеровский, Е.В. Диагностика состояния инструмента по силовым характеристикам процесса резания. Обзор. / Е.В. Кочеровский, Г.М. Лихцер. -М.: Изд-во ВНИИТЭМР. - 1988. - №7. - 40 с.

82. Палей С.М. Влияние температуры заготовки на ЭДС резания / С.М. Палей, С.В. Васильев // Вестник машиностроения. - 1983. - №1. - С. 45 - 46.

83. Козочкин, М.П. Виброакустическое диагностирование состояния режущего инструмента на гибких производственных модулях / М.П. Козочкин, О.Н. Глух // Станки и инструмент. - 1988. - №5. - С. 16 -20.

84. Подураев, В.Н. Повышение эффективности технологии механической обработки методом акустической эмиссии / В.Н. Подураев, А.В. Кибальченко // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». - 1990. - №1. - С. 106-120.

85. Козочкин М.П. Использование акустических явлений при трении для контроля состояния режущего инструмента. Сборник трудов: Повышение устойчивости и динамического качества металлорежущих станков. / М.П. Козочкин, В.В. Смирнов. - Куйбышев: КПтИ. - 1983. - С. 55 - 62.

86. Козочкин, М.П. Основы теории и экспериментальные исследования виброакустических явлений при резании, направленные на совершенствование технологических процессов на станках с ЧПУ и ГП-модулях: дис. ... докт. техн. наук : 05.03.01 / Козочкин Михаил Павлович. - Москва, 2002. - 329 л.

87. Гурин, В.Д. Исследование силовых параметров при фрезеровании концевыми фрезами для диагностирования состояния режущего инструмента / В.Д. Гурин, С.Н. Григорьев, С.В. Алешин, В.А. Семенов // Вестник машиностроения. - М.: Машиностроение. - 2005. - №9. - С. 19-22.

88. Kline W.A. The prediction of cutting forces in end milling with application to cornering cuts / W.A. Kline, R.E. DeVor, J.R. Lindberg // International Journal of Machine Tool Design and Research. - 1982. - V. 22. - P. 7-22.

89. Ruzhong, Zhou Modelling of cutting force pulsation in face-milling / Zhou Ruzhong, K.K. Wang, E. Merchant // CIRP Annals - Manufacturing Technology. -1983. - V. 32(1). - P. 21-26.

90. Волосова М.А. Технологические принципы осаждения износостойких нанопокрытий для применения в инструментальном производстве / М.А. Волосова, С.Н. Григорьев // Упрочняющие технологии и покрытия. - 2010. - №6. - C. 37 - 42.

91. Гурин, В.В. Измерение и расчет силовых параметров при обработке концевыми фрезами / В.В. Гурин // Станки и инструмент. - 2005. - №9. - с. 9 -14.

92. Борисов, А. А. Производство и эксплуатация современного режущего инструмента / А. А. Борисов, Г. В. Боровский, В. А. Вычеров и др. - М.: Издательство «ИТО», 2011. - 104 с. ил.

93. Мокрицкий, Б.Я. Примеры решения проблемы сокращения инструментальных затрат в машиностроении / Б.Я. Мокрицкий // Проблемы машиностроения и автоматизация. - 2011. - №3. - С. 128-133.

94. Волков, Д.И. Повышение эффективности токарной обработки высокопрочных чугунов за счет PVD модификации рабочих поверхностей инструмента / Д.И. Волков, С.Л. Проскуряков, С.С. Дружков // Вестник РГАТА им. П.А. Соловьева. - 2014. - №4. - С. 71-75.

95. Лазарева, М.М. Режущие свойства инструмента, оснащенного пластинами из смешанной керамики с многофункциональным покрытием / М.М. Лазарева, Е.С. Сотова, А.С. Верещака // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2012. -№3 (22). - С. 50 - 54.

96. Dobrzanski, L.A. Structure and properties of PVD and CVD coated Al203 + TiC mixed oxide ceramics for dry on high speed cutting processes / L.A. Dobrzanski, J. Mikula // Journal of Materials Processing Technology. - 2005. - V. 164 - 165. - P. 822- 831.

97. Верещака, А.С., Григорьев С.Н., Верещака А.А., Лыткин Д.Н., Савушкин Г.Ю., Сивенков А.С. Повышение работоспособности лезвийных инструментов за счет направленной модификации свойств их рабочих поверхностей при нанесении наноструктурированных многослойно -

композиционных покрытий / А.С. Верещака, С.Н. Григорьев, А.А. Верещака [и др.] // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2014. - №4 (31). - С. 45 - 51.

98. Верещака, А.С. Исследование режущих свойств слоистой композиционной режущей керамики с многокомпонентными функциональными покрытиями / А.С. Верещака, М.Н. Лазарева, К.В. Крючков [и др.] // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2012. - №1. - С. 27 - 31.

99. Vereshaka, A.A. Nanostructured multilayer composite coatings on ceramic cutting tools for finishing treatment of high-hardness quenched steels / A.A. Vereshaka, A.D. Batako, E.S. Sotova, A.S. Vereshaka // Metal Science and Heat Treatment. - 2016. - V. 57(9-10). - P. 614-619.

100. Kuzin, V.V. Stress inhomogeneity in a ceramic surface layer under action of an external load. Part 4. Combined effect of force and thermal loads / V.V. Kuzin, S.N. Grigor^v, V.N. Ermolin // Refractories and industrial ceramics. - 2014. - V. 55(1). - P. 40-44.

101. Утенков, В.М. Возможности использования динамометра Kistler для испытания металлорежущих станков / В.М. Утенков, П.А. Быков // Инженерный вестник ФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана». - 2012. - №10. - C. 1-23.

102. Андреев, В.Н. Метод ускоренных сравнительных испытаний концевых твердосплавных фрез / В.Н. Андреев, В.П. Балков, Г.В. Боровский, А.Р. Маслов, С.У. Молодык // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2015, №4 (35), с. 59-63

103. Гурин, В.Д. Графическое моделирование составляющих силы резания на ПЭВМ при фрезеровании / В.Д. Гурин // Вестник машиностроения. -2008. - №11. - c. 58-61.

104. Вентцель, Е.С. Теория вероятностей // Е.С. Вентцель под ред. А.П. Баева, В.В. Донченко. - М. - Изд-во «Наука», 4 издание, 1969, 576 с. с ил.

Приложение А Расчет составляющих силы резания при торцовом фрезеровании деталей из низколегированного

чугуна марки ЧН3ХМДШ фрезой оснащенной несколькими (г = 8) СМП

Таблица А.1 - Значения сил, действующих на СМП за один период поворота при симметричном торцевом фрезеровании низколегированного чугуна марки ЧН3ХМДШ (Я В 540) при ^ = 0 (г = 8)

Ъ3 = 0 мм

Рг1 р . ГУ1 р 1 XI Рг1 р РУ1 р 1 XI Рг1 р . РУ1 р 1 XI Рг1 р . РУ1 р 1 XI

кг кг кг кг кг кг кг кг кг кг кг кг

0 0 0 0 0 45 13,8 9,5 15,5 90 16,9 10,8 17,0 135 13,8 9,5 15,5

5 0 0 0 0 50 14,4 9,8 15,8 95 16,9 10,8 16,9 140 13,0 9,1 15,1

10 0 0 0 0 55 15,0 10,0 16,1 100 16,8 10,7 16,9 145 0,0 0,0 0,0

15 0 0 0 0 60 15,5 10,2 16,3 105 16,6 10,7 16,8 150 0,0 0,0 0,0

20 0 0 0 0 65 16,0 10,4 16,5 110 16,3 10,6 16,7 155 0,0 0,0 0,0

25 0 0 0 0 70 16,3 10,6 16,7 115 16,0 10,4 16,5 160 0,0 0,0 0,0

30 0 0 0 0 75 16,6 10,7 16,8 120 15,5 10,2 16,3 165 0,0 0,0 0,0

35 0 0 0 0 80 16,8 10,7 16,9 125 15,0 10,0 16,1 170 0,0 0,0 0,0

40 40 13,0 9,1 15,1 85 16,9 10,8 16,9 130 14,4 9,8 15,8 175 0,0 0,0 0,0

45 45 13,8 9,5 15,5 90 16,9 10,8 17,0 135 13,8 9,5 15,5 180 0,0 0,0 0,0

Таблица А.2 - Значения сил, действующих на СМП за один период поворота ^' при симметричном торцевом фрезеровании деталей из низколегированного чугуна марки ЧН3ХМДШ (НВ 540) при ^ = 0,4 мм (г = 8)

Ъ3 = 0 мм

Р*1 р . ГУ1 р . 1 XI Р* р . ГУ1 р . 1 XI Р* р . ГУ1 р . 1 XI Рг1 р . Гу1 р . 1 XI

кг кг кг кг кг кг кг кг кг кг кг кг

0 0 0 0 0 45 38,7 49,9 93,9 90 47,7 56,9 102,8 135 38,7 49,9 93,9

5 0 0 0 0 50 40,6 51,4 95,9 95 47,6 56,8 102,7 140 36,6 48,1 91,7

10 0 0 0 0 55 42,3 52,7 97,6 100 47,2 56,6 102,4 145 0,0 0,0 0,0

15 0 0 0 0 60 43,7 53,9 99,0 105 46,7 56,2 101,9 150 0,0 0,0 0,0

20 0 0 0 0 65 44,9 54,8 100,2 110 45,9 55,6 101,2 155 0,0 0,0 0,0

25 0 0 0 0 70 45,9 55,6 101,2 115 44,9 54,8 100,2 160 0,0 0,0 0,0

30 0 0 0 0 75 46,7 56,2 101,9 120 43,7 53,9 99,0 165 0,0 0,0 0,0

35 0 0 0 0 80 47,2 56,6 102,4 125 42,3 52,7 97,6 170 0,0 0,0 0,0

40 40 36,6 48,1 91,7 85 47,6 56,8 102,7 130 40,6 51,4 95,9 175 0,0 0,0 0,0

45 45 38,7 49,9 93,9 90 47,7 56,9 102,8 135 38,7 49,9 93,9 180 0,0 0,0 0,0

Приложение Б Сертификат качества режущих пластин марки ВОК 200

Приложение В Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ «Расчет составляющих силы резания при торцовом фрезеровании специальных

низколегированных чугунов»